كىچىك ماگنىتلارنىڭ ئىچكى ئىقتىدارىنى كۆزىتىشنىڭ يېڭى ئۇسۇلى

NTNU دىكى تەتقىقاتچىلار ئىنتايىن پارلاق رېنتىگېن نۇرى ياردىمىدە فىلىم ياساش ئارقىلىق كىچىك دائىرىدىكى ماگنىتلىق ماتېرىياللارغا نۇر چۈشۈرمەكتە.

NTNU نىڭ ئېلېكترون سىستېمىسى فاكۇلتېتىنىڭ ئوكسىد ئېلېكترون گۇرۇپپىسىنىڭ بىرلىكتە مۇدىرى ئېرىك فولۋېن ۋە NTNU ۋە بېلگىيەدىكى گېنت ئۇنىۋېرسىتېتىدىكى خىزمەتداشلىرى نېپىز پەردە مىكرو ماگنىتلىرىنىڭ سىرتقى ماگنىت مەيدانىنىڭ تەسىرىگە ئۇچرىغاندا قانداق ئۆزگىرىشىنى تەكشۈرۈشكە باشلىدى. بۇ تەتقىقات قىسمەن NTNU Nano ۋە نورۋېگىيە تەتقىقات كېڭىشى تەرىپىدىن مەبلەغ بىلەن تەمىنلەنگەن بولۇپ، «فىزىكىلىق تەكشۈرۈش تەتقىقاتى» ژۇرنىلىدا ئېلان قىلىندى.

كىچىك ماگنىتلار

ئەينار ستاندال دىگېرنېس تەجرىبىلەردە ئىشلىتىلگەن كىچىك چاسا شەكىللىك ماگنىتلارنى ئىجاد قىلدى.

NTNU دوكتورلۇق ئۇنۋانىغا ئېرىشكەن ئېينار ستەندال دىگېرنېس تەرىپىدىن ياسالغان كىچىككىنە چاسا شەكىللىك ماگنىتلارنىڭ كەڭلىكى ئاران ئىككى مىكرومېتىر بولۇپ، تۆت ئۈچبۇلۇڭلۇق رايونغا بۆلۈنگەن، ھەر بىرىنىڭ ماگنىتلارنىڭ ئەتراپىدا سائەت يۆنىلىشى ياكى سائەت يۆنىلىشىگە قارشى يۆنىلىشتە ئوخشىمىغان ماگنىت يۆنىلىشى بار.

بەزى ماگنىتلىق ماتېرىياللاردا، كىچىكرەك ئاتوم گۇرۇپپىلىرى بىرلىشىپ، بارلىق ئېلېكترونلار ئوخشاش ماگنىتلىق يۆنىلىشكە ئىگە بولغان دائىرىلەرنى شەكىللەندۈرىدۇ.

NTNU ماگنىتلىرىدا، بۇ دائىرىلەر مەركىزىي نۇقتىدا - ۋىرتېكىس يادروسىدا - ئۇچراشقان بولۇپ، بۇ يەردە ماگنىتلىق مومېنت بىۋاسىتە ماتېرىيال تۈزلەڭلىكىنىڭ ئىچىگە ياكى سىرتىغا قارىتىلغان.

فولۋېن مۇنداق دەيدۇ: «بىز ماگنىت مەيدانىنى قوللانغاندا، بۇ ساھەلەرنىڭ بارغانسېرى كۆپىيىشى ئوخشاش يۆنىلىشكە قاراپ يۈزلىنىدۇ. ئۇلار چوڭىيىشى ۋە كىچىكلىشى مۇمكىن، ئاندىن بىر-بىرىگە قوشۇلۇپ كېتىشى مۇمكىن».

ئېلېكترونلار دېگۈدەك نۇر سۈرئىتىدە

بۇنىڭ يۈز بېرىشىنى كۆرۈش ئاسان ئەمەس. تەتقىقاتچىلار مىكرو ماگنىتلىرىنى بېرلىندىكى BESSY II دەپ ئاتىلىدىغان 80 مېتىر كەڭلىكتىكى پىچەك شەكىللىك سىنخروترونغا ئېلىپ باردى. بۇ ئېلېكترونلار دېگۈدەك نۇر سۈرئىتىدە ھەرىكەت قىلغۇچە تېزلىنىدۇ. ئاندىن بۇ تېز ھەرىكەتلىنىدىغان ئېلېكترونلار ئىنتايىن پارلاق رېنتىگېن نۇرى چىقىرىدۇ.

«بىز بۇ رېنتىگېن نۇرلىرىنى ئېلىپ، ئۇلارنى مىكروسكوپتىكى نۇر سۈپىتىدە ئىشلىتىمىز» دېدى فولۋېن.

چۈنكى ئېلېكترونلار سىنخروتروننىڭ ئەتراپىدا ئىككى نانوسېكۇنت بىلەن ئايرىلغان توپلار شەكلىدە ئايلىنىدۇ، شۇڭا ئۇلار چىقارغان رېنتىگېن نۇرى ئېنىق ئىمپۇلس شەكلىدە كېلىدۇ.

سىكانىرلاش ئۆتكۈزگۈچ رېنتىگېن مىكروسكوپى ياكى STXM بۇ رېنتىگېن نۇرلىرىنى ئېلىپ، ماتېرىيالنىڭ ماگنىت قۇرۇلمىسىنىڭ سۈرىتىنى ھاسىل قىلىدۇ. تەتقىقاتچىلار بۇ سۈرەتلەرنى بىر-بىرىگە تىكىش ئارقىلىق، مىكرو ماگنىتنىڭ ۋاقىتنىڭ ئۆتۈشىگە ئەگىشىپ قانداق ئۆزگىرىدىغانلىقىنى كۆرسىتىدىغان فىلىم يارىتالايدۇ.

STXM نىڭ ياردىمى بىلەن، فولۋېن ۋە ئۇنىڭ خىزمەتداشلىرى ماگنىت مەيدانى ھاسىل قىلىدىغان توك ئىمپۇلسى ئارقىلىق مىكرو ماگنىتلىرىنى قالايمىقانلاشتۇردى، ھەمدە دائىرىلەرنىڭ شەكلىنىڭ ئۆزگىرىپ، ۋىرتېكىس يادروسىنىڭ مەركەزدىن يۆتكىلىشىنى كۆردى.

«سىزدە ناھايىتى كىچىك بىر ماگنىت بار، ئاندىن ئۇنى سانجىپ، ئۇنىڭ قايتا چۆكۈش جەريانىنى تەسەۋۋۇر قىلىشقا تىرىشىسىز» دەيدۇ ئۇ. كېيىن، ئۇلار يادرونىڭ ئوتتۇرىغا قايتىپ كەلگەنلىكىنى كۆردى - ئەمما تۈز سىزىق ئەمەس، بەلكى ئېگىلىپ تۇرىدىغان يول بويىدا.

«ئۇ مەركەزگە قاراپ ئۇسسۇل ئوينايدۇ» دېدى فولۋېن.

بىر قېتىملىق خاتالىق ۋە ئاخىرلاشتى

چۈنكى ئۇلار ئېپىتاكسىئال ماتېرىياللارنى تەتقىق قىلىدۇ، بۇ ماتېرىياللار تەتقىقاتچىلارنىڭ ماتېرىيالنىڭ خۇسۇسىيىتىنى تەڭشىشىگە يول قويىدىغان، ئەمما STXM دىكى رېنتىگېن نۇرىنى توسىدىغان ئاساسىي قەۋەتنىڭ ئۈستىگە ياسىلىدۇ.

تەتقىقاتچىلار NTNU NanoLab دا ئىشلەۋاتقاندا، مىكرو ماگنىتنى كاربون قەۋىتى ئاستىغا كۆمۈپ، ئۇنىڭ ماگنىتلىق خۇسۇسىيىتىنى قوغداش ئارقىلىق ئاساسىي ماتېرىيال مەسىلىسىنى ھەل قىلدى.

ئاندىن ئۇلار گاللىي ئىئونلىرىنىڭ مەركەزلەشكەن نۇرى بىلەن ئاستىدىكى ئاساسىي قاتلامنى ئېھتىياتچانلىق بىلەن ۋە ئېنىق پارچىلاپ، پەقەت نېپىز بىر قەۋەت قالغۇچە پارچىلىدى. بۇ جەريان ھەر بىر ئەۋرىشكە سەككىز سائەت ۋاقىت ئېلىشى مۇمكىن، بىر قېتىملىق خاتالىق ئاپەتكە ئېلىپ كېلىشى مۇمكىن.

«ئەڭ مۇھىمى شۇكى، ئەگەر سىز ماگنىتلىقنى يوقاتسىڭىز، بىز بېرلىندا ئولتۇرۇشتىن بۇرۇن بۇنى بىلەلمەيمىز» دېدى ئۇ. «ئەلۋەتتە، مەسىلە بىردىن ئارتۇق ئەۋرىشكە ئېلىپ كېلىشتىن ئىبارەت».

ئاساسىي فىزىكىدىن كەلگۈسىدىكى ئۈسكۈنىلەرگىچە

خۇش بەختكە يارىشا، بۇ ئۇسۇل ئۈنۈملۈك بولدى، تەتقىقات گۇرۇپپىسى ئەستايىدىل تەييارلىغان ئەۋرىشكىلەرنى ئىشلىتىپ، مىكرو ماگنىتنىڭ دائىرىسىنىڭ ۋاقىتنىڭ ئۆتۈشىگە ئەگىشىپ قانداق چوڭىيىدىغانلىقى ۋە كىچىكلەيدىغانلىقىنى خەرىتە قىلىپ كۆرسەتتى. ئۇلار يەنە قانداق كۈچلەرنىڭ رولىنى ياخشى چۈشىنىش ئۈچۈن كومپيۇتېر سىمۇلياتسىيەسىنى ياسىدى.

ئاساسىي فىزىكا بىلىملىرىمىزنى كېڭەيتىشتىن باشقا، ماگنىتلىقنىڭ بۇ ئۇزۇنلۇق ۋە ۋاقىت ئۆلچىمىدە قانداق ئىشلەيدىغانلىقىنى چۈشىنىش كەلگۈسىدىكى ئۈسكۈنىلەرنى يارىتىشقا پايدىلىق بولۇشى مۇمكىن.

ماگنىتلىق ئاللىقاچان سانلىق مەلۇمات ساقلاشتا ئىشلىتىلىۋاتىدۇ، ئەمما تەتقىقاتچىلار ھازىر ئۇنى تېخىمۇ كېڭەيتىشنىڭ يوللىرىنى ئىزدەۋاتىدۇ. مەسىلەن، مىكرو ماگنىتنىڭ ۋىرتېكىس يادروسى ۋە رايونلىرىنىڭ ماگنىتلىق يۆنىلىشى 0 ۋە 1 شەكلىدىكى ئۇچۇرلارنى كودلاشقا ئىشلىتىلىشى مۇمكىن.

تەتقىقاتچىلار ھازىر بۇ خىزمەتنى ئانتىفېرروماگنىتلىق ماتېرىياللار بىلەن تەكرارلاشنى مەقسەت قىلماقتا، بۇ ماتېرىياللاردا يەككە ماگنىتلىق مومېنتلارنىڭ ساپ تەسىرى يوقىلىدۇ. بۇلار ھېسابلاش جەھەتتە ئۈمىدۋار - نەزەرىيە جەھەتتىن ئېيتقاندا، ئانتىفېرروماگنىتلىق ماتېرىياللار ئاز ئېنېرگىيە تەلەپ قىلىدىغان ۋە توك يوقالغان تەقدىردىمۇ مۇقىم تۇرىدىغان ئۈسكۈنىلەرنى ياساشقا ئىشلىتىلىشى مۇمكىن - ئەمما ئۇلارنىڭ ئىشلەپ چىقارغان سىگناللىرى تېخىمۇ ئاجىز بولغاچقا، بۇنى تەكشۈرۈش تېخىمۇ قىيىن.

بۇ خىل قىيىنچىلىققا قارىماي، فولۋېن ئۈمىدۋار. «بىز ئەۋرىشكە ئېلىپ، رېنتىگېن نۇرى ئارقىلىق تەكشۈرەلەيدىغانلىقىمىزنى كۆرسىتىپ، تۇنجى قەدەمنى بېسىپ ئۆتتۇق»، دېدى ئۇ. «كېيىنكى قەدەم ئانتىفېرروماگنىتلىق ماتېرىيالدىن يېتەرلىك سىگنال ئېلىش ئۈچۈن يېتەرلىك يۇقىرى سۈپەتلىك ئەۋرىشكە ئېلىپ چىقالايدىغان-قىلىنمايدىغانلىقىمىزنى كۆرۈشتىن ئىبارەت».